Estudio de la dispersión de escalares en el río Salado mediante estudios de campo, laboratorio y gabinete

Abstract

En el presente trabajo se estudió el transporte de escalares en un tramo del río Salado (Santa Fe) aplicando métodos de campo, laboratorio y gabinete. El transporte de escalares puede ser explicado por la ecuación de advección-dispersión, y cuyos parámetros fundamentales son los coeficientes de dispersión transversal (KT) y longitudinal (KL). Para la determinación de KT y KL se realizó un ensayo con trazador fluorescente y mediciones hidrodinámicas en un escenario de cauce lleno. Se llevó a cabo una inyección instantánea del trazador conservativo Rodamina WT y se registró el pasaje de la nube en tres secciones aguas abajo con una sonda multiparamétrica. Se realizaron mediciones de detalle tanto de la geometría del cauce como del campo de velocidades utilizando un equipo Doppler. El tramo de meandros tortuosos, secciones irregulares y un escenario hidrométrico de crecida, generaron un complejo campo de flujo con altas velocidades migrando entre las márgenes y desfasadas de la línea de talweg. Estas condiciones hicieron que la nube de trazador evolucione con una configuración irregular generando tres zonas de altas concentraciones en una misma sección y largas colas. Dicha configuración se mantuvo en todo el tramo simulado, verificándose así la bidimensionalidad del fenómeno. Las metodologías para determinar KT y KL fueron: simulación numérica hidrodinámica y transporte con un modelo 2DH, aplicación de ecuaciones analíticas y expresiones empíricas. Con el módulo de transporte Lagrangeano se ajustaron los coeficientes mediante la comparación de las curvas concentración medidas y simuladas con muy buenos resultados.

Present work, the transport of scalars in a stretch of the Salado River (Santa Fe) were studied applying field, laboratory and cabinet methods. Scalar transport can be explained by the advection-dispersion equation, whose fundamental parameters are the transverse (KT) and longitudinal (KL) dispersion coefficients. For the determination of KT and KL, fluorescent tracer test and detailed hydrodynamic measurements were performed in a bankfull scenerie. Instantaneous injection of the conservative tracer Rhodamine WT was conducted and the passage of the cloud in three downstream reach was recorded with a multiparametric probe. Detailed measurements of both the channel geometry and the flow field using Doppler equipment were achieved. The section of tortuous meanders, irregular sections and a flood hydrometric stage, generated a complex flow field with high speeds migrating between the margins and out of phase of the talweg line. These conditions caused the tracer cloud to evolve with an irregular configuration, generating three zones of high concentrations in the same section and long tails. This configuration was maintained throughout the simulated streach, verifying then two-dimensionality of the phenomenon. To determine the KT and KL, hydrodynamic and transport numerical simulations were performed with a 2DH model were performed. The simulation consisted, first, of implementing and calibrating the hydrodynamic module. Then the Lagrangean transport modulus was applied and the coefficients were adjusted by comparing the measured and simulated concentration curves with very good results.